葛文勋先生科学精神(二)—开疆辟土 名誉中外

以下文章来源于厦门大学航空航天学院 ,作者厦大航院
开疆辟土 名誉中外 

葛文勋先生有着对科学朴素而纯真的热情,一生都没有停止学习与进取,无论身在何地,始终用行动践行着自强不息的精神,即使在退休之后,仍勤耕不辍,继续开展科学研究和育人工作。学海洋洋,知识无央。先生的一生是开创的一生、培育的一生与奉献的一生。先生在固态电子器件和技术、微电子、用于生物医学仪器的微机电系统(传感器、执行器和微技术)等领域都卓有建树,是美国电气与电子工程师协会(IEEE)的终身会士、美国医药生物工程研究院的研究员、微电子技术发展生物医疗设备的先驱、国际固态传感器领域的创始人之一。先生有很高的学术威望,却从不忘科学的初衷,不忘自己的初心,用科学造福社会,用自己的成功反馈社会和人民,爱科学,从事科学,将自己的一生无私奉献,让科学精神得到发扬。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。1959-1994年,先生在Case/CWRU建立并管理着享誉国际的研究中心,该中心主要涉及固态电子设备和技术、医用植入式电子设备和系统、微型传感器和执行器,以及微机电系统(MEMS)等方向的研究。他的博士论文分析了PN结的瞬态行为,突破了当时计算机时钟频率的极限,使之超过了1MHz。

20世纪60年代,他指导的第一位博士生的论文解开了MOS晶体管的阈值漂移奥秘,消除了电子工业面临的重大路障。在先生的诸多专利中,用于轮胎充气的触模式压力传感器的发明已被证明是能够承受300℃轮胎成型工艺和1000%过载的唯一压力传感器,成为第一个用于轮胎压力监测的嵌入式传感器。先生领导的实验室制作了世界上第一个集成的压力传感器和遥测集成电路,为新兴工业的发展开辟了新道路。

1965年,先生设计和建造了美国大学里的第一间1000级别的洁净室。

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葛文勋先生在美国大学里的第一间1000级别的洁净室合影

20世纪70年代初,先生对物理和化学(气)微型传感器的研究是这一领域的最早尝试之一。1975年,他研制了微型PH和CO2气体传感器。

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CWRU校刊报道
葛先生的情怀严谨之于科研,仁爱之于人文。当时在那个种族隔离年代,到美国求学真的非常艰难,特别是中国人,就更加不易。正如兰波诗中的描述,科学与耐心,难逃苦役。但是他的热情,天生使命,纵然黑夜孤寂,白昼如焚,先生以最博爱的胸怀关爱着人类健康事业的关键科学问题,帮助一些国家建立首个生物医学微器件学术中心。

1962-2014年,先生在凯斯医学院包括骨科、心脏病学、麻醉科、神经外科、儿科、头部和颈外科在内的几个部门担任兼职教授。

1966年,先生与课题组成员研究和演示了第一个用于活体肌肉控制的可植入式闭环假体控制系统。今天许多功能性电动应用仍然可以追溯到当年的那些示范。

1968-1975年,他的课题组设计并制造了成百上千的K-5和M-1系列生物遥测发射机,并将它们分享给CWRU校内外野外生物学的研究人员。这些遥测系统用于生物医学研究和野外生物学探索,研究结果发表在包括Science在内的顶级杂志上。

1975年,先生发明的持续气道正压通气鼻塞(专利号:237219)的专利现称为CWRU插管,是当今世界各地医院早产儿护理标准器件。

1978年,先生开发了世界上第一个用于医疗研究的长期稳定压阻式压力传感器,发明了世界上第一个人体植入传感和驱动系统,以及第一个植入式调频遥测发射机集成电路芯片和第一个单片的交流电容式压力传感器集成芯片。

1980年,先生率先为脑积水患者使用可植入式颅内压监测仪,并于1987年推出中耳助听器。

2012年,先生获得NIH资金支持,开发慢性植入式微型设备/系统的非气密封装技术。

先生在医学植入物遥测、电激励和植入闭环控制系统以及电刺激神经和肌肉方面的探索性研究为许多医学假肢和生物研究仪器研制铺平了道路。中科院电子所夏善红研究员说:“先生在MEMS界备受尊敬,在领域中有着重大的影响力。” 先生的诸多贡献,为人类社会的大健康发展作出了不可磨灭的贡献。

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葛文勋先生工作照

据不完全统计,先生共发表了143篇期刊文章和288篇会议论文,在工业控制、生物遥测、微型传感器、专用集成电路和电子器件等领域拥有26项专利,享誉海内外。先生是第一、二届国际传感学会主席,曾在美国国家卫生研究院(NIH),太空总署(NASA)以及IBM等单位担任顾问。

为了表彰他的成就,先生于1976年当选IEEE生物医学工程学会会士(Fellow),并于1992年当选美国医学与生物工程学会会士。先生的研究贡献得到国际社会的广泛认可,获得了诸多国际奖项和荣誉:

(1)1977年,获得美国的中国工程师学会成就奖;

(2)1992年,在东京第四届化学传感器国际会议上获得杰出研究奖;

(3)1997年,在芝加哥传感器和执行器国际会议上获得职业成就奖;

(4)2011年,在固态传感器、执行器与微系统国际会议(Transducers ’ 11)上获得奠基人奖;

(5)2012年,从 IEEE传感器委员会获得技术成就奖;

(6)2012年,从 Hilton Head Workshops(MEMS)传国际会议和NEMS国际研讨会上获得创始人奖。

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葛文勋先生在新加坡做学术报告

先生在学术界具有很高的威望,创办或参与组织了多个有影响力的国际会议。1977年,先生在CWRU研制了离子敏感场效应晶体管,并组织了第一届美国离子敏感场效应晶体管(ISFET)会议。1981年,先生在波士顿亲手创办了称为国际传感技术与微纳技术领域“奥林匹克”的高水平学术会议Transducers。1983-1987年,先生担任固态传感器和执行器国际会议的国际顾问委员会主席;1985年,先生担任在费城召开的第三届固态传感器和执行器国际会议的大会主席;1990年,先生担任在俄亥俄州克利夫兰召开的第三届化学传感器国际会议的共同主席;1990-1992年,先生担任化学传感器国际会议的第一届国际顾问委员会主席。1987-2004年,先生组建并担任传感器研究基金会总裁,组织著名的希尔顿固态传感器和执行器研讨会,并资助学生参加传感器和MEMS领域的国际会议。

先生担任传感器和执行器、EMBS和MEMS等多个国际期刊的编委及审稿人。与先生在CWRU共事的吴青海教授说:“先生做成了世界上第一个电子传感器,是现代传感技术的奠基人,为MEMS的发展做出了开拓性的贡献。” 1964-1984年,先生担任美国国立卫生研究院(NIH)微电子实验室在微电子资源和医疗电子方面项目的主要负责人,项目总预算(包括开销)达到两千万美元。

先生担任NASA、美国国家科学基金会(NSF)和工业项目的主要负责人,项目总预算超过七百万美元。这些项目支持了80多个研究生。1982-1993年,先生担任NIH,NSF,DARPA和工业项目的共同负责人,项目总预算超过1千万美元,支持了20多个研究生。1993年退休之后,他指导32名研究生,继续研究工业用传感器。1994-2010年,他曾从固特异轮胎公司和蒂芬公司获得工业研究资金支持,也曾与Darrin Young博士和电机系的其他人合作获得NSF和NIH的资金资助,这些经费支持了32名研究生中的25人。

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2011年6月葛文勋先生在北京Transducers’11国际会议获得奠基人奖

先生无私奉献,淡泊名利,对传感技术产业做出了开拓性的贡献,他不遗余力地将专利成果向产业转化,服务社会,造福人民。1956年,先生是Conoflow公司的顾问,设计磁放大器。1957-1980年,他在俄亥俄州克利夫兰北美制造公司担任控制系统设计顾问,并在流体控制系统中拥有多项专利。1960-1963年,他在IBM担任高速计算电路设计的顾问。1962-2013年,他负责NIH,NSF,NASA和其他机构的提案审查小组,并为贝尔实验室、辉瑞、固特异和蒂芬等公司提供咨询服务。1973-2013年,先生获批22项专利,6项专利的产出收益返给了CWRU。1974-1989年,先生作为七人国际专家团队成员,帮助台湾地区建立了IC产业。1974—2008年,他担任工业技术研究所及其实验室的顾问。

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葛文勋先生开展科学研究和产业技术         咨询服务